Design and Performance Evaluation of Novel AICD for Water Control and Gas Production in Gas Wells

Gao Sujuan; Li Ying; Li Haitao; Ai Ying; Nie Song; Cui Xiaojiang

doi:10.12473/CPM.202410011

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Design and Performance Evaluation of Novel AICD for Water Control and Gas Production in Gas Wells

OIL AND GAS FIELD DEVELOPMENT ENGINEERING | 更新时间：2026-01-19

- Design and Performance Evaluation of Novel AICD for Water Control and Gas Production in Gas Wells
- China Petroleum Machinery Vol. 53, Issue 10, Pages: 115-122(2025)
- 作者机构：
  
  1.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室
  2.华北油田勘探开发研究院
  3.浙江海洋大学
  4.成都北方石油勘探开发技术有限公司
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12473/CPM.202410011
  CLC： TE357
- Received：08 October 2024，
  
  Revised：2025-01-06，
  
  Published：10 October 2025
- 稿件说明：
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高素娟，李颖，李海涛，等.新型气井控水采气AICD设计及其性能研究［J］.石油机械，2025，53（10）：115-122.

Gao Sujuan，Li Ying，Li Haitao，et al.Design and performance evaluation of novel AICD for water control and gas production in gas wells［J］.China Petroleum Machinery，2025，53（10）：115-122.
高素娟，李颖，李海涛，等.新型气井控水采气AICD设计及其性能研究［J］.石油机械，2025，53（10）：115-122. DOI： 10.12473/CPM.202410011.

Gao Sujuan，Li Ying，Li Haitao，et al.Design and performance evaluation of novel AICD for water control and gas production in gas wells［J］.China Petroleum Machinery，2025，53（10）：115-122. DOI： 10.12473/CPM.202410011.

摘要

气井产水问题严重制约气藏开发效率，导致开发成本增加。为阻止地层水流入井筒并延长无水或低水采气期，基于Y形、q形等几何结构在引导流体流动及流量控制中的作用，研发了一种可实现控水畅气功能的新型自主流入控制装置（AICD）。利用计算流体动力学（CFD）模拟软件，从流动规律、流体敏感性和流量敏感性3个方面探讨新型AICD的性能。研究结果表明：气体和水可以根据AICD结构及流体物性差异自动选择流道，从而使气体的压力损失远小于水的压力损失；气体和水的黏度与密度对新型AICD的敏感程度不同，黏度对工具性能基本无影响，密度则对工具性能影响较大；水的压降随密度线性变化，而气体的压降随密度非线性变化；水气流量比在1∶4（地层条件）以下时，新型AICD的控水效果更佳。对比水和气的数值模拟结果与试验结果，偏差分别为10.91%和11.85%，尽管存在偏差，但整体变化趋势保持一致，进一步证实了新型AICD具有一定的控水能力。研究结果可为气井控水采气工具性能及适应性研究提供参考。

Abstract

The problem of water production in gas wells seriously restricts the development efficiency of gas reservoirs， leading to an increase in development costs. To prevent formation water from flowing into wellbore and prolong the water-free or low-water gas recovery period， based on the role of Y-shaped and q-shaped geometric structures in guiding fluid flow and flow control， a novel automatic inflow control device （AICD） with water-restriction and gas-enhancement functions was developed. Then， the computational fluid dynamics （CFD） simulation software was used to investigate the performance of the novel AICD from three aspects： flow characteristics， fluid sensitivity and flow rate sensitivity. The study results show that gas and water automatically select flow channels based on the differences in AICD structure and fluid properties， resulting in a much smaller pressure loss for gas than for water. The sensitivity of the viscosity and density of gas and water to the novel AICD varies： viscosity has little effect on tool performance， while density has a greater impact on tool performance. The pressure drop of water varies linearly with density， while that of gas varies nonlinearly with density. When the water-gas flow ratio is below 1∶4 （formation conditions）， the novel AICD has better water control effect. A comparison between numerical simulation results and experimental data for water and gas shows deviations of 10.91% and 11.85%， respectively. Despite these deviations， the overall trends remain consistent， further confirming that the novel AICD has certain water control ability. The study results provide reference for the study of the performance and adaptability of water control and gas production tools in gas wells.

关键词

Keywords

references

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